【正文】 后產(chǎn)生過大彎曲變形，凹模應有足夠的厚度，常按以下的經(jīng)驗公式計算： H=（ ~） B（ mm） （ 3－ 16） 式中： H— 凹模厚度（ mm）； B— 凹?？卓谧畲蟪叽?； 取 H=20mm。但每次刃磨后 尺寸要加大，且刃口、強度低，適合精度要求不高、形狀簡單的沖壓件。直壁口適合精度要求高和形狀復雜的沖壓件使用。增加了推件力并加速了孔壁磨損。 凹模刃口類型分為直壁刃口和錐形刃口兩類。材料選擇 Cr12，淬火硬度（熱處理） HRC5862。 這種型孔適用于所有非圓形型孔，漏料孔是銑削制成的。該結構尺寸較大，可做成直通式的結構形式，固定方法選擇用螺釘?shù)跹b來固定凸模，故應采用裝配式，吊裝螺釘?shù)臄?shù)目同樣根據(jù)橫截面的大小，并考慮螺釘孔與螺釘孔之間及孔到 凸模邊緣距離要求的條件，確定選擇 2個 M8 的螺釘，用兩個圓柱銷來定位 凸凹模的內(nèi)部形狀則按凹模的結構來選擇，大孔凹模型孔采用直通式型孔，如下圖所示。倒裝復合模凸凹模的最小壁厚值可按板料厚度的 2～ 3倍確定，板料厚度小取大值，相反取小值。順裝復合模凸凹模的最小壁厚值對黑色金屬等硬性材料可按板料厚度的 倍確定，但最小值不小于 ㎜。順裝復合模的凸凹模裝于上模，沖孔廢料由裝在上模的打料裝置推出，凸凹模型孔內(nèi)不積聚廢料，脹力小，最小壁厚可小于倒裝復合 模的凸凹模最小壁厚值。 凸凹模是復合模具中的一種特殊工作零件，其特點是凸凹模的內(nèi)外緣均為刃口，內(nèi)外緣間的壁厚取決于沖裁件的尺寸，從強度考慮，其壁厚受最小值限制。 凸模材料均選擇 Cr12，淬火硬度（熱處理） HRC5862。 凸模的強度在一般的情況下是足夠的，可以不必做強度校驗，但是在凸模特別細搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 25 長或凸模的斷面尺寸很小，沖裁厚且硬的材料時， 必須對凸?？箟簭姸群涂箯潉偠冗M行校驗。 凸模的長度 L根據(jù)模具的結構需要，考慮到有修邊余量，以及模具在閉合狀態(tài)下，卸料裝置推塊（彈簧圈）到凸模固定板間應留有一定的安全距離，則凸模長度 L可用公式計算： L=h1+h2+h （ 3－ 15） 式中 ： L—— 凸模長度（ mm）； h1—— 凸模固定板厚（ mm）； h2—— 卸料板厚度（ mm）； h—— 附加長度；主要考慮凸模進入凹模的深度、總修磨量及模具閉合狀態(tài)下推塊到凸模固定板安全距離等因素確定。 沖圓形孔所用的凸模，按整體式設計和制造，為增強凸模的強度和剛度及避免應力集中，凸模做成過渡的階梯形，最大的一個階梯（或稱臺肩）用來保證凸模在卸料時不被拉出。 ?？紤]到?jīng)_孔時有沖裁廢料，為了保證沖壓操作安全，本模具采用倒裝式復合模結構。按凸凹模的安裝位置，復合模分倒裝式和順裝式兩中結構形式。 復合模的結構與設計 因為搖架調(diào)壓塊零件為大量生產(chǎn)，復合模生產(chǎn)率高，但與此同時，模具結構復雜，制造精度高，制造難度大。 對于此沖孔落料復合模，模具的閉合高度為 250mm。當連桿調(diào)至最長時為最小裝模高 Hmin。壓力機的裝模高度是指滑塊在下死點位置時，滑塊下端面至墊板上平面的距離。 沖模的閉合高度 沖模的閉合高度是指滑塊在下死點即模具在最低工作位置時，上模座上平面與下模座下平面之間的距離 H。同時引起凸凹模間隙不均勻，使刃口迅速變鈍，甚至造成刃口損壞，降低模具使用壽命。 沖裁力合力的作用點稱為沖模壓力中心。 L1Ln各段 輪廓的長度 X1??Xn 各段 輪 郭壓力中心到 Y軸的距離。示例見圖 3－ 4 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 22 圖 3－ 4壓力中心 復 雜形狀工件的壓力中心： X0=L1X1+L2X2+??LnXn /L1+L2+?Ln （ 3－ 11） Y0= L1Y1+L2Y2+??LnYn /L1+L2+?Ln （ 3－ 12） 其中： X0壓力中心到 Y 軸的距離。凡是質(zhì)量分布均勻 ,具有中心 對稱形狀的沖栽件 ,其 壓力中心與重心相重合。對于復雜的零件，可將刃口分為若干段，由各線段的重心位置決定合力的重心位置，或?qū)⒏鱾€簡單圖形的合力中心合成為整個圖形的壓力中心。尤其是精沖，凸凹模之間的間隙很小 ，偏心載荷會使模具導向精度降低，凸、凹模之間的間隙發(fā)生變化，影響精沖件斷面質(zhì)量，并加劇模具刃口磨損。) 30 壓力中心的計算及確定： 沖裁力合力的作用點稱為沖模壓力中心。 查文獻 17 表 7－ 10 開式雙柱可傾壓力機技術規(guī)格，可選用的壓力機技術參數(shù)搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 21 如表 3－ 1。它直接關系到?jīng)_壓設備的 安全使用、沖壓工藝能否順利實現(xiàn)和模具壽命、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本高低等重要內(nèi)容。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 20 卸料力：從凸模上將零件或廢料脫下所需要的力； 推料力：從凹模內(nèi)順著沖裁方向把零件或廢料推出的力； 頂件力：從凹模內(nèi)逆著沖裁方向把零件或廢料頂出的力。 因采用平刃模具沖裁，其理論沖裁力（ N）按下式計算： P ?? （ 3－ 9） 式中 Lt—— 沖裁內(nèi)、外周邊的總長（ mm）； t—— 材料的厚度 （ mm）； τ —— 材料的抗切強度（ MPa）； Pk—— 沖孔力，單位為 N； PL—— 落料力，單位為 N； 則： Pk= ( ) 350==(kN) PL= ( 2＋ 2) 350==(kN) 所以沖裁力為： P1=Pk+ PL= (kN) 2．卸料力、推件力、頂件力 影響卸料力、推件力和頂件力的因素很多，如材料的種類和力學性能、板料厚度、模具間隙、工件形狀和尺寸、模具結構工作狀態(tài)、潤滑情況、搭邊大小等。沖裁力在沖裁過程中隨上模行程變化而變化，故 通常是指沖裁力的最大值。 則該零件的材料利用率為： BhnA/?? 100% =％ 沖裁工藝力的計算 1. 沖裁力 P1 沖裁模設計時，為了合理地設計模具及選用設備，必須計算沖裁力。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用）與沖件的外形有很大關系。搭邊值過大會降低利用率；搭邊過小時，沖件易產(chǎn)生毛刺，甚至縮短刃口壽命。 搭邊是排樣時，在沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間設置的工藝余料。沖裁件在條料、帶料或板料上布置方式稱為排樣。 因此，落料凹模： mmDD 00d )()( d ?? ???? ??= ? mm （ 34） 落料凸模： mmZDDp 0 pm i n )()( ?? ??? δ= mm （ 35） 尺寸 為公差△ =，取磨損系數(shù)χ =， 查文獻 [16]表 2－ 23 得： δ p=，δ d= 則δ p+δ d mmZZ inm a x ??? ，滿足間隙公差條件。 ③ 考慮到?jīng)_件精度與模具精度間的關系，在選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求，又要保證有合理的間隙值，沖模精度要高于沖件精度 2~3 級 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 17 沖孔工序： 查文獻 [16]表 2－ 20 得沖裁雙面間隙 mmZ in ? ， mmZ ax ? φ 孔自由公差， 可按 IT14 級計算，則△ =，取磨損系數(shù)χ =， 查文獻 [16]表 2－ 23 得： δ p=，δ d= 則δ p+δ d mmZZ inm a x ??? ，滿足間隙公差條件。 凸、凹模刃口尺寸的確定 確定凸、凹模刃口尺寸的原則 ① 考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模，因此落料模應先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸的方法保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模，因此沖孔模應先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸的方法來保證合理間隙。選取合理間隙，保證四周間隙均勻，并使其在整個沖裁過程中保持間隙均勻恒定是沖裁技術的關鍵條件。 ③ 、間隙方向的確定原則：沖孔尺寸應以凸模為基準，通過增大凹模尺寸獲得間隙；落料尺寸應以凹模 為基準，通過減小凸模尺寸獲得間隙。 下列情況應酌情減小間隙值：凹模為斜壁刃口；加熱沖裁；沖孔后須攻絲的沖件。確定合理間隙的原則是： ① 、 合理間隙范圍應按零件使用要求分類選用。 合理間隙的確定原則 間隙的大小影響沖件的質(zhì)量、沖裁力及模具壽命等，但要想用同一間隙值，同時滿足上述要求的可能性不大。間隙過小時，側(cè)壓力和摩擦力增大，使磨損加劇，壽命降低。但間隙過大會使毛刺增大，反而使卸料力增加。在間隙合理情況下，沖裁力較小。 間隙增大：材料受的拉應力增大，材料容易斷裂分離，沖裁力有一定程度的降低，但繼續(xù)增大間隙，沖裁力下降緩慢。間隙過小或過大時，上、下裂紋不重合，出現(xiàn)硬擠裂或者撕裂，斷面質(zhì)量較差，毛刺較大。間隙的大小影響沖裁件的質(zhì)量，沖裁力的大小以及模具的壽命。 該零件彎曲屬于一次同時彎曲兩 個角，由參考文獻 [16]表 39 公式得： 彎曲件毛料展開長度計算公式： ???? lllL （ 31） 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 15 如下圖 32 所示： 圖 32 則： ???? lllL =+18+18+ = 因此，最后落料件為長 L=，寬 B= 的方板。 零件相對彎曲半徑，也即彎曲系數(shù) K=R／ t=／ =＜ = = 式中 R—————— 彎曲半徑（ mm） t—————— 料厚 （ mm） 可見，零件屬于圓角半徑較小的彎曲件 而 R=＜ =，當 R＜ 時的彎曲件可用等體積法計算毛坯長度。 工件沖孔落料后的形狀和尺寸如圖 3－ 1 所示： 圖 3－ 1落料圖 計算毛坯尺寸 由于落料尺寸即零件的平面展開尺寸，搖架調(diào)壓塊零件的基本形狀為方形，因此落料形狀也應該為方形。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 14 第 三章 沖孔落料模的工藝計算及結構設計 工藝計算 工藝計算主要指沖壓件毛坯尺寸的計算，合理間隙的確定，凸凹模工作部分尺寸的計算，沖壓力的計算，模具壓力中心與閉合高度的計算等。 方案三與方案二相比在于將落料、沖孔、彎曲三者復合，工序更少，生產(chǎn)效率更高，但由于零件結構尺寸小，壁厚小，復合模結構復雜，裝配調(diào)試困難，同時模具強度也較低，壽命不高。可以擬出以下工藝方案： 方案一： 1） 落料 2） 沖孔 3） 沖兩方孔 4） 彎曲 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 13 5） 預沖孔 6） 翻邊 7） 局部成形（壓凸） 方案二： 1） 落料沖孔復合 2） 沖兩方孔 3） 彎曲 4） 預沖孔 5） 翻邊 6） 局部成形（壓凸） 方案三： 1） 落料沖孔彎曲復合 2） 沖兩方孔 3） 預沖孔 4） 翻邊 5） 局部成形（壓凸） 對 上述三種工藝方案進行優(yōu)缺點分析及比較評價： 方案一屬于單工序沖壓，復合程度低，模具結構簡單，安裝、調(diào)式容易，但由于此零件生產(chǎn)批量較大，尺寸又較小，這種方案生產(chǎn)道次多，效率低，不適合大批量生產(chǎn)，故不宜采用。有一定的加工批量，應重視模具材料和結構的選擇，保證一定的模具壽命。 2— φ 9 兩孔要保證其中心位置，2— φ 12 翻邊時除了要保證它的公差外，還要保證它的高度。該零件行狀簡單，尺寸較小，高度對稱，厚度適中，屬普通沖壓件。 零件的工藝性分析 搖 架調(diào)壓塊零件是麻紡粗紗搖架后加壓結合件中的一個調(diào)壓零件，該零件固定在后支架上，起到了固定調(diào)壓螺母和彈簧的作用。 4）、有關技術標準、手冊和設計資料。 2）、生產(chǎn)綱領。另外，還可進一步熟悉有關標準和規(guī)范，能夠熟練使用有關設計手冊和熟悉編寫技術文件和設計說明書，進一步提高科技寫作的能力，加強對沖壓工藝與模具設計的了解。其中包括繪制搖架調(diào)壓塊零件圖，填寫沖壓工藝卡；根據(jù)生產(chǎn)要求設計沖孔落料復合模一套、彎曲模一套，繪制兩套模具裝配圖及沖孔落料復合模的主要零件圖；撰寫設計說明書一份。模具自動加工系統(tǒng)應有如下特征：多臺機床合理組合；配有隨行定